별은 어떻게 태어날까

차갑고 어두운 구름에서 회전하는 핵, 제트를 내뿜는 원반, 행성의 탄생, 핵융합의 점화까지

단계별로

차갑고 어두운 구름

측정한 것과 그린 것: 온도는 가스의 전파와 먼지의 빛에서 구한 값입니다. 여기의 구름은 그린 것입니다. 덩어리진 모양은 노이즈로 만든 것이지 실제 구름의 지도가 아니며, 뒤의 별들은 앱 자체의 하늘입니다.

무언가가 구름을 짓누른다

그러니 가스를 짓누르는 것은 무엇이든 별을 만듭니다. 초신성의 충격파, 뜨겁고 젊은 별의 항성풍, 구름끼리의 충돌, 나선팔을 지나는 가스가 천천히 몰리는 현상 모두가 구름의 일부를 이 경계 너머로 밀어낼 수 있습니다. 가장 오래된 운석에 든 수명이 짧은 방사성 원자들은 근처의 초신성이 태양의 탄생을 거들었을 수도 있음을 암시합니다.

측정한 것과 그린 것: 진스 질량은 측정한 온도와 밀도로 공식을 써서 계산한 값입니다. 충격파는 옅은 막으로 그렸는데, 실제 충격파는 눈에 보이지 않습니다. 자기장과 난류도 구름을 떠받치므로, 실제 핵은 진스 질량보다 더 많은 질량이 필요할 때가 많습니다.

핵이 무너져 내린다

가스가 옅은 동안에는 낙하로 생긴 열이 적외선으로 빠져나가 핵이 차갑게 유지됩니다. 중심이 열을 가둘 만큼 빽빽해지면 열이 쌓이고 압력이 올라가 뜨거운 핵이 생깁니다. 바로 원시별의 씨앗입니다. 여기서는 10만 년 걸리는 낙하를 몇 초 만에 보여 줍니다.

원시별과 원반

회전하는 가스는 갓 태어난 원시별을 둘러싼 원반으로 납작해집니다. 원시별은 아직 먼지 고치에 묻혀 있어서 적외선과 전파로만 볼 수 있고, 원반에서 가스를 받아먹으며 자랍니다.

천문학자들이 '0등급'이라고 부르는 이 단계의 원시별은 나이가 약 10만 년도 안 되고, 최종 질량의 일부만 모았습니다. 쏟아지는 가스가 부딪치는 에너지로 빛나지만, 그 빛은 먼지 고치에 흡수되고 고치는 적외선으로 빛납니다. 웹의 적외선 카메라와 ALMA 같은 전파 망원경은 그 안까지 들여다봅니다.

측정한 것과 그린 것: 원시별과 원반, 고치는 적외선과 전파 영상에 찍혀 있고, 크기도 그 영상에서 측정합니다. 여기서는 원시별의 빛을 별보다 훨씬 크게 그렸고, 안쪽이 보이도록 먼지를 실제보다 옅게 그렸습니다.

제트: 허빅-하로 천체

제트가 주위의 느린 가스에 들이받는 곳에서는 충격파가 가스를 가열해 빛나게 합니다. 조지 허빅과 기예르모 하로는 1950년 무렵, 무엇이 만드는지 아직 모르는 채로 이런 빛 얼룩을 연구했습니다. 지금은 수백 개가 알려져 있습니다. 2023년 웹이 찍은 HH 211의 적외선 영상에는 충격을 받은 제트를 따라 빛나는 수소 분자가 보입니다.

측정한 것과 그린 것: 속도는 도플러 이동과, 몇 년 간격으로 찍은 영상 사이에서 움직이는 매듭으로 구합니다. 여기의 제트는 몇 광년까지 뻗을 수 있는 실제 제트보다 짧게 그렸고, 매듭도 실제보다 훨씬 빠르게 바깥으로 움직입니다.

핵융합 없이 빛나다

황소자리 T형 별이라는 이름은 처음 발견된, 황소자리에 있는 밝기가 변하는 별에서 따왔습니다. 원반의 가스 덩어리가 떨어질 때마다 불규칙하게 밝기가 변하며, 태양보다 차갑지만 몇 배나 커서 태양보다 밝을 때가 많습니다. 그 항성풍과 빛이 주위의 가스를 서서히 걷어 냅니다.

핵융합이 켜지다

별은 일생의 대부분을 주계열에서 꾸준히 수소를 융합하며 보냅니다. 태양은 약 100억 년입니다. 그린 것: 별은 이 축척에서 보일 크기보다 훨씬 크게 그렸고, 수백만 년 걸리는 밝아지는 과정을 몇 초로 빠르게 했으며 매끄럽게만 변합니다.

우리가 볼 수 있는 별의 요람

오리온 대성운은 우리에게 가장 가까운 큰 별의 요람입니다. 중심에 있는 트라페지움의 뜨겁고 젊은 별들이 비추고 불어 열어젖힌 빛나는 구름입니다. 오리온자리의 허리띠 아래, 사냥꾼의 칼 부분에서 흐릿한 별처럼 맨눈으로 보입니다. 허블은 그 젊은 별 상당수가 행성의 재료인 자신만의 원반에 싸여 있음을 발견했습니다.

측정한 것과 그린 것: 이런 성운의 분홍빛은 자외선을 받은 수소, 청록빛은 산소에서 나오며 둘 다 스펙트럼으로 측정합니다. 여기의 별의 요람은 그린 것이며 실제 성운의 지도가 아닙니다. 창조의 기둥처럼, 빽빽하고 어두운 기둥이 자신을 비추는 뜨거운 별 쪽을 향하고 있습니다.